Устройство для контроля степени заряженности аккумуляторной батареи

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля аккумуляторных батарей (АБ) в устройствах гарантированного питания на транспорте и в связи. Целью изобретения является увеличение точности контроля, расширение функциональных возможностей и области применения. Сущность предлагаемого . изобретения заключается в том, что введены: формирователь сигнала управления , входы которого соединены с выходом счетчика ампер-часов и од- ifflM из вькодов задатчйка кодов емкости батареи, второй преобразователь напряжения в частоту, подключенньй к выходу измерительного усилителя, программируемый делитель, подключенньй к этому преобразователю и задатчику кодов емкости, и блок коррекции, состоящий из последовательно соединенных счетчика-дешифратора, подключенного к выходу программируемого делителя, и блока памяти, а также таймера, подключенного к счетчикудешифратору и блоку памяти, и двух групп ключей управления режимами заряда и разряда батареи, одни входы которьБГ подсоединены к блоку памяти, другие - к определителю полярности, а выходы - к первому преобразователю напряжения в частоту . Устройство обеспечивает соответствие показаний цифрового индикатора и текущей емкости АБ в зависимости от температуры окружающей среды, учитьтает скорость восстановления емкости батареи в зависимости от величины зарядного тока и позволяет контролировать емкость АБ в большом диапазоне значений с достаточной точ-. ностью. 2 ил. (Л СО со со

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„,1377937 (дд 4 Н 01 М 10/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 } 3978108/24-07 (22) 19.11.85 (46) 29.02.88. Бюл, У 8 (71) Новосибирский электротехничес. кий институт связи им. Н,Д. Псурцева (72) Н.В. Ковалев, Ю.Д. Козляев и С.П. Ловчиков (53} 621,355(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 978272, кл. Н 02 J 7/34, 1981.

Авторское свидетельство СССР

1048538, кл. Н 01 М 10/48, 1982.

Патент ФРГ Н 27 18499, кл. Н 01 М 10/48, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СТЕПЕНИ

ЗАРЯЖЕННОСТИ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля аккумуляторных батарей (АБ) в устройствах гарантированного питания на транспорте и в связи. Целью изобретения. является увеличение точности контроля, расширение функциональных возможностей и области .применения. Сущность предлагаемого . изобретения заключается в том, что введены: формирователь сигнала управления, входы которого соединены с выходом счетчика ампер-часов и одним из выходов задатчика кодов емкости батареи, второй преобразователь напряжения в частоту, подключенный к выходу измерительного усилителя, программируемый делитель, подключенный к этому преобразователю и задатчику кодов емкости, и блок коррекции, состоящий из последовательно соединенных счетчика-дешифратора, подключенного к выходу программируемого делителя, и блока памяти, а также таймера, подключенного к счетчикудешифратору и блоку памяти, и двух групп ключей управления режимами заряда и разряда батареи, одни .входы которых подсоединены к блоку памяти, другие — к определителю полярности, а выходы — к первому преобразователю напряжения в частоту. Устройство обеспечивает соответствие показаний цифрового индикатора и текущей емкости АБ в зависимости от температуры окружающей среды, учитывает скорость восстановления емкости батареи в зависимости от величины зарядного тока и позволяет контролировать емкость АБ в большом диапазоне значений с достаточной точ-. ностью. 2 ил.

1377937

10 функциональных возможностей и области применения.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства на фиг.2 — графики зависимости коэффициентов дискретного преобразования напряжения в частоту, отбора и отдачи емкости от кратностей токов разряда и заряда соответственно. 20

Устройство (фиг. 1) содержит акку25 тельный усилитель 4 подается на входы

35 ка 11 ампер-часов, выход которого чечерез блок 12 перемножения подсоедииен к цифровому индикатору 13 и одноИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля аккумуляторных батарей .в электротранспорте и в устройствах гарантированного электропитания постоянным током аппаратуры электросвязи и других ответственных потребителей.

Целью изобретения является увеличение точности контроля, расширение муляторную батарею 1 с Фермодатчикрм . 2, в токовой цепи которой включен датчик 3 тока (низкоомный резистор) °

Напряжение с датчика 3 через измеридвух преобразователей 5,6 напряжения в частоту и определителя 7 полярности. Выход преобразователя 5 напряжения в частоту подключен к одному из входов схемы ИЛИ 8, на второй вход которой подключен импульсный генератор 9, частота которого регулируется с помощью регулирующего органа 10., Выход схемы ИЛИ 8 соединен с информационным входом реверсивного счетчиму из входов формирователя 14 сигнала управления. Второй вход блока 12 перемножения соединен с термодатчиком 2.

Второй преобразователь 6 напряжения в частоту через программируемый делитель 15 соединен с входом блока

16 коррекции с одним из выходов за датчика 17 кодов емкости и одним иэ входов формирователя 14 сигнала управления. Выходы задатчика 17 соединены с одним из входов реверсивного счетчика 11 ампер-часов и формирователя 14 сигнала управления.

Блок 16 коррекции содержит таймер

18, подключенный к счетчику-дешифратору 19 и блоку 20 памяти, выход которого подсоединен к соответствующим входам групп ключей 21,22 управления режимами заряда и разряда соответст40

55 венно ° Другие входы этих ключей подключены к выходу определителя 7 полярности, а выходы — к управляющему входу преобразователя 5 напряжения в частоту.

Устройство работает следующим образом.

Ток, протекающий через датчик 3 тока в процессе заряда или разряда аккумуляторной батареи 1, создает на нем падение напряжения, которое усиливается и подается на входы преобразователей 5 6 напряжения в частоту и определителя 7 полярности. Выходные импульсы с преобразователя 5, частота которых пропорциональна входному напряжению через схему ИЛИ 8, поступают на информационный вход реверсивного счетчика 11 ампер-часов, накапливающего информацию о текущем состоянии аккумуляторной батареи 1. Сигнал, поступающий на другой вход счетчика f 1 ампер-часов с определителя 7 полярности, задает направление счета (прямое — при заряде, обратное — при разряде аккумуляторной батареи).

Импульсы с выхода второго преобразователя 6 напряжения в частоту, частота которых также пропорциональна напряжению с датчика 3 тока, через программируемый делитель 15 поступают на вход счетчика-дешифратора 19 блока 16 коррекции. Счетчик-дешифра", тор 19 накапливает эти импульсы в течение определенного периода счета, определяемого таймером 18. В конце периода счета полученная на выходесчетчика-дешифратора 19 кодовая комбинация записывается в блок 20 памяти, после чего происходит сброс счетчика-дешифратора 19 в нулевое состояние. С выхода блока 20 памяти кодовая комбинация поступает на две группы ключей — управление режимом заряда 21 и режимом разряда 22. Сигнал, поступающий на эти ключи с определителя 7 полярности, определяет группу ключей, находящихся в данный момент в рабочем состоянии.

Сигнал с выходов этих ключей, поступая на управляющий вход преобразователя 5 напряжения в частоту, дискретно изменяет коэффициент преобраsования.

На фиг.2 приведена ступенчатая зависимость коэффициента преобразования К„ напряжения в частоту, апрок1377937 симирующая кривые „=1()в режиме

?ъ заряда аккумуляторной батареи и

1/ = f(,)в режиме разряда, гдето,, — коэффициенты отдачи и ото.y Ар бора емкости аккумуляторной батареи в режимах заряда и разряда соответственно, — кратности тока заряда 10

ts" р и разряда. r e тн > р где 1, 1 — фактические токи заряд м Гр да и разряда батареи 15 — номинальный ток бата?и реи, Зависимость коэффициента К„в режиме разряда от 1/ „р определяется только функциональными особенностями 2р предлагаемой схемы.

Точность аппроксимации определяется количеством ступенек в кривой коэффициента К„, что в свою очередь определяется выбором количества клю- 25 чей в группах 2 1,22.

Вычисление кратности тока заряда и разряда (нормирование тока) для одинаковых. режимов заряда и разряда аккумуляторных батарей обеспечи-3р вается программируемым делителем 15 совместно с задатчиком 17 кодов емкости путем коррекции частоты на входе счетчика-дешифратора. Кроме этого, задатчик 17 кодов емкости, информация с которого поступает на формирователь 14 сигналов управления и на реверсивный счетчик 11 амперчасов, обеспечивает первоначальную (ручную) установку степени заряжен- 4р ности аккумуляторной батареи.

Учет саморазряда аккумуляторной батареи 1 производится с помощью импульсного генератора 9, частота следования импульсов которого пропор-45 циональна скорости саморазряда. В режиме заряда и разряда аккумуляторной батареи импульсный генератор не работает.

Блок 12 перемножения, на который поступают сигналы с реверсивного счетчика 11 ампер-часов .и с термодатчика 1, корректирует информацию о текущем состоянии аккумуляторной батареи 1 в зависимости от температуры окружающей среды.

Сигнал, пропорциональный степени заряженности аккумуляторной батареи, поступает на цифровой индикатор 13, который отображает информацию непосредственно в ампер-часах. Одно-. временно этот сигнал поступает на формирователь 14 сигнала управления, который служит для трансляции информации о состоянии аккумуляторной батареи к периферийному устройству, в частности к исполнительному элементу блока автоматики системы гарантированного питания. Совместно с задатчиком 17 кодов емкости формирователь 14 обеспечивает информацию о максимальной и минимальной степени заряженности аккумуляторной батареи

1. При этом величина минимальной степени заряженности аккумуляторной батареи может быть изменена, а величина максимальной степени заряженности равна номинальной емкости контролируемой батареи, Устройство обеспечивает соответствие показаний цифрового индикатора и текущей емкости аккумуляторной батареи в зависимости от температуры окружающей среды, устанавливает значение первоначальной емкости батареи, учитывает зависимость скорости вос- . становления емкости батареи от величины зарядного тока. Точность показаний определяется выбранным количеством ключей в группах блока коррекции (достаточная точность достигается при наличии 16 ключей). Кроме того, предлагаемое устройство позволяет контролировать аккумуляторные батареи с емкостями от 1 до 9999 А.ч и получать информацию о состоянии аккумуляторной батареи в виде показаний цифрового индикатора в ампер-часах и в виде сигнала, который может быть передан на исполнительное периферийное устройство, что повышает уровень автоматизации систем гарантированного питания, а также оно обладает большой точностью контроля.

Формула из о брет ения .Устройство для контроля степени заряженности аккумуляторной батареи, содержащее датчик тока в цепи батареи, подключенный через измерительный усилитель, преобразователь напряжения в частоту и схему ИЛИ к реверсивному счетчику ампер-часов, определитель полярности, подсоединенный к выходу измерительного усилителя и к одному из входов счетчика ампер1377937 часов, генератор импульсов, пропорциональных току саморазряда батареи, .связанный с вторым входом схемы ИЛИ, термодатчик, размещенный в батарее, цифровой индикатор, блок перемножения, подключенный входами к термодатчику и счетчику ампер-часов, а выходом — к цифровому индикатору кодов емкости батареи, один из выходов которого соединен с одним из входов счетчика ампер-часов, о т л и ч аю щ е е с sr тем, что, с целью увеличения точности контроля, расширения функциональных возможностей и области применения, введены второй преобразователь напряжения в частоту, подключенный к выходу измерительного усилителя, програмируемый делитель, подключенный к этому преобразователю 7р н входу, соответствующему максимальной емкости упомянутого задатчика кодов емкости, формирователь сигнала управления, входы которого соединены с выходом блока перемножения, и с двумя выходами задатчика кодов емкости, соответствующие максимальной и минимальной емкостям батареи, и блок коррекции, состоящий из последовательно соединенных счетчика-дешифратора, подключенного к выходу программируемого делителя, и блока памяти, таймера, подключенного к счетчику-дешифратору и блоку памяти, и двух групп ключей управления режимами заряда и разряда батарей, одни входы которых подсоединены к узлу памяти, другие — к определителю полярности, а выходы — к первому преобразователю напряжения в частоту.

1377937

0f2 3 O 5

Фиг. 2

Составитель И. Найдина

Техр ед Л. Сердюкова Корректор B. Вутя ге

Редактор Н, Слободяник

Заказ 882/50 Тирам 746 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4